【手続補正書】
【提出日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのスイッチと、
前記スイッチを、完全な導通状態と制御可能な導通状態とに制御するように構成されるスイッチ制御回路とを備え、
前記スイッチ制御回路が、前記スイッチの出力電圧を基準電圧と比較すると共に、前記スイッチの導通状態を制御可能な制御信号を生成することによって、前記スイッチを制御可能な導通状態に制御するように構成され、
前記スイッチ制御回路が、更に、前記基準電圧に近似的に等しくなるように前記スイッチの出力電圧を強制すると共に、前記スイッチを飽和領域で作動させるための利得を前記制御信号に提供するように構成される
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記スイッチが、前記バッテリに対する充電電流を制御するための充電スイッチを備え、
前記バッテリの充電状態が限界充電状態を下回る場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを制御可能な導通状態に制御し、それによってトリクル充電電流が電源から前記バッテリに対して流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バッテリの前記充電状態が前記限界充電状態を上回る場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを完全な導通状態に制御し、それによって前記トリクル充電電流より大きい最大限の充電電流が前記電源から前記バッテリに対して流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スイッチが、接続されたバッテリから供給される放電電流を制御するための放電スイッチを備え、
前記バッテリが放電故障状態である場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを前記制御可能な導通状態に制御し、それによってトリクル放電電流が前記バッテリから流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記故障状態ではない場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを前記完全な導通状態に制御し、それによって前記トリクル放電電流より大きい最大限の放電電流が前記バッテリから流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
もし前記バッテリから供給された放電電流レベルが故障電流しきい値より大きい場合には、前記バッテリが前記故障状態であると判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの充電式バッテリセルを備えるバッテリパックと、
１つのスイッチと、
前記スイッチを、完全な導通状態と制御可能な導通状態とに制御するように構成されるスイッチ制御回路とを備え、
前記スイッチ制御回路が、前記スイッチの出力電圧を基準電圧と比較すると共に、前記スイッチの導通状態を制御可能な制御信号を生成することによって、前記スイッチを制御可能な導通状態に制御するように構成され、
前記スイッチ制御回路が、更に、前記基準電圧に近似的に等しくなるように前記スイッチの出力電圧を強制すると共に、前記スイッチを飽和領域で作動させるための利得を前記制御信号に提供するように構成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記スイッチが、前記少なくとも１つのバッテリセルに対する充電電流を制御するための充電スイッチを備え、
前記少なくとも１つのバッテリセルの充電状態が限界充電状態を下回る場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを制御可能な導通状態に制御し、それによってトリクル充電電流が電源から前記少なくとも１つのバッテリセルに対して流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのバッテリセルの充電状態が前記限界充電状態を上回る場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを完全な導通状態に制御し、それによって前記トリクル充電電流より大きい最大限の充電電流が前記電源から前記少なくとも１つのバッテリセルに対して流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記スイッチが、前記少なくとも１つのバッテリセルから供給される放電電流を制御するための放電スイッチを備え、
前記バッテリが放電故障状態である場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを前記制御可能な導通状態に制御し、それによってトリクル放電電流が前記少なくとも１つのバッテリセルから流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記故障状態ではない場合には、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチを前記完全な導通状態に制御し、それによって前記トリクル放電電流より大きい最大限の放電電流が前記少なくとも１つのバッテリセルから流れることを可能にする
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
もし前記バッテリから供給された放電電流レベルが故障電流しきい値より大きい場合には、前記少なくとも１つのバッテリセルが前記故障状態であると判断する
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
スイッチを提供する段階と、
バッテリを提供する段階と、
前記スイッチの導通状態を制御する段階とを有し、
ａ）前記スイッチの出力電圧を基準電圧と比較する段階と、
ｂ）前記スイッチの導通状態を制御可能な制御信号を生成する段階と、
ｃ）前記基準電圧に近似的に等しくなるように前記スイッチの出力電圧を強制する段階と、
ｄ）前記スイッチを飽和領域で作動させるための利得を前記制御信号に提供する段階とを有する
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記バッテリが制御可能なトリクル放電電流を生成することを可能にするために、前記飽和領域で作動するように前記スイッチの導通状態を制御する段階
を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バッテリが制御可能なトリクル充電電流を受け取ることを可能にするために、前記飽和領域で作動するように前記スイッチの導通状態を制御する段階
を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
予備充電を実施するための従来の回路１０が図１Ｂにおいて示される。抵抗器１４に直列に接続された予備充電ＭＯＳＦＥＴ１２が、予備充電のために使用される。予備充電される時、充電ＦＥＴ１６がターンオフし、予備充電ＦＥＴ１２がターンオンする。従って、予備充電電流は、直列抵抗器１４“Rpre”によって分割された、充電器入力電圧“VPACK+”と合計のセル電圧“Vcell”との間の電圧差異「“VPACK+”−“Vcell”」によっておおよそ決定される。ＡＣアダプタが与えられると共に、“VPACK+”がセル電圧“Vcell”より高くなるとき、各セルの初期電圧に基づいて充電または予備充電が始まることになる。もし、いずれかのセルにおける電圧がしきい値電圧“VUV”より低い場合、バッテリパックは予備充電モードになる。他の場合は、通常の充電が実行されることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
当業者は、図１Ｂの回路１０が、バッテリパック２２の各々のセル（セル１、セル２、・・・セル４）の電圧及び電流状態を監視する回路構成を有するバッテリモニタＩＣ２０を備えるということを認識する。そのような回路構成は、各バッテリ電圧をサンプリングするために、スイッチネットワーク２４を備えることができる。予備充電ＭＯＳＦＥＴ１２の動作を制御するために、従来の回路１０は、スイッチ３０によって一定の基準電圧２８（“VUV”)を各セルを横断する電圧と比較する比較器２６を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
しかしながら、図１Ｂにおいて描写された接続形態の１つの欠点は、高価で、かつＰＣＢ領域を増加させる余分なパワーＭＯＳＦＥＴ（すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１２）、及び抵抗器１４が必要とされることである。更に、この接続形態によって、より低いセル電圧がより大きな予備充電電流に帰着する。同様に、予備充電電流はセル電圧の増加と共に減少し、予備充電を終了するには更に長い時間がかかる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、１つのスイッチと、前記スイッチを、完全な導通状態と制御可能な導通状態とに制御するように構成されるスイッチ制御回路とを備え、前記スイッチ制御回路が、前記スイッチの出力電圧を基準電圧と比較すると共に、前記スイッチの導通状態を制御可能な制御信号を生成することによって、前記スイッチを制御可能な導通状態に制御するように構成され、前記スイッチ制御回路が、更に、前記基準電圧に近似的に等しくなるように前記スイッチの出力電圧を強制すると共に、前記スイッチを飽和領域で作動させるための利得を前記制御信号に提供するように構成されることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図３Ａは、本発明による別の典型的なトリクル予備充電接続形態３００を描写する。この実施例において、充電ＦＥＴ、及び放電ＦＥＴは、（図２Ａで示されたような）背中合わせの代わりに、直列に向かい合わせで配置されることができる。図３Ａの実施例は、同様に定電圧ダイオードＤ１ ３１０を備えることができると共に、この実施例において、充電ＦＥＴドライバ３０６は、スイッチＫ１、及びスイッチＫ２によって制御されることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
放電ＦＥＴのボディダイオード内のＤＣ電流は、次式によって与えられる。
Ipch=A2*IS2*(exp(Vd2/Vt)-1) 
ここで、“A2”はボディダイオードの接合領域であり、“IS2”はボディダイオードユニットの逆飽和電流であり、“Vd2=(VPACK+) -Vc”が放電ＦＥＴのボディダイオードを横断する電圧降下である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
トリクル予備充電処理をスピードアップするために、トリクル予備充電電流“Ipch”は、セル電圧に基づいて容易に調整されることができる。セル電圧をより高くする程、より大きいトリクル予備充電電流が、基準電流“Iref”をプログラミングすることによって設定される。当該技術において良く理解されているように、図５［４］におけるプログラム可能な基準電流源は、セル電圧に基づいて基準電流を発生させるように構成されることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
この実施例は、同様に、基準抵抗器Ｒ１、放電ドライバ５０６、充電ドライバ５０８、及び基準電流源Ｉｒｅｆ５１２を備えることができる。充電ドライバ５０８、及び放電ドライバ５０６は、個別の差動増幅器を備えることができる。普通の充電モードにおいて、スイッチＫ１、及びスイッチＫ２（５１８、及び５２０）は、切り替え位置１に設定されることができる。この切り替え位置において、充電ドライブ（駆動）電圧“CHG”は、充電ＦＥＴ５０４を完全にターンオンするように作用することができる相対的基準電圧“CHG-REF”におおよそ等しい段階へ駆動されることができる。従って、基準電圧“CHG-REF”は、充電ＦＥＴ装置５０４のターンオンの要求に従って選択されることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
トリクル充電（すなわち、トリクル予備充電）が必要とされるとき、スイッチＫ１、及びスイッチＫ２は、ノード２に接続されることができる。増幅器５０８への入力は、この場合、“Rsens (+)”を横断する電圧、及び（Ｉｒｅｆ５１２によって生成された）“R1”を横断する電圧降下である。増幅器５０８の利得は、抵抗器Ｒ１を横断する“Iref1”からの電圧降下が、検知抵抗器Ｒｓｅｎｓを横断するトリクル充電電流“Ipch”からの電圧降下におおよそ等しくなるように、大きく（例えば＞８０［ｄＢ］に）なるように選択されることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
更に、図４を参照すると、通常の放電モードにおいて、スイッチＫ３、及びスイッチＫ４は、それぞれノード１に接続されることができる。この方法において、放電ＦＥＴドライバは、バッファとして構成されると共に、放電ＦＥＴを完全にターンオンするように駆動されることができる。トリクル放電モードにおいて、スイッチＫ３、及びスイッチＫ４は、ノード２に接続されることができる。抵抗器Ｒ２を横断する“Iref2”からの電圧降下は、ドライバの高利得のせいで、検知抵抗器Ｒｓｅｎｓを横断する電圧降下におおよそ等しくなることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
制御器６１２は、その場合に第２のＭＳＢビットを“ハイ（high）状態”に設定すると共に、その場合にＲｓｅｎｓを流れる電流を測定することができる。もし、“Itd ＜ Isen”である場合、第２のＭＳＢビットは“ロー（low）状態”に設定されることができ、他の場合は、このビットは“ハイ（high）状態”にされることができる。“DAC LSB”が設定されるまで、この逐次近似は継続することができる。従って、実行可能な命令は、メモリ（図示せず）に格納されることができると共に、制御器６１２は、動作、例えばＳＡＲ方法を実行するために、それらの命令にアクセスすることができる。もし、“Itd”が与えられたバッテリパックのために固定される場合、その場合に、メモリに格納される命令も、同様に固定されることができる。トリクル放電が必要とされるときはいつでも、制御器６１２は、所望のトリクル放電を生成するために、ＤＡＣ６１６を制御することが可能であり、従って、バッテリパックは、“Itd”を外部負荷に供給することが可能である。適切なトリクル放電電流を生成する制御コードは、メモリにセーブされることができると共に、次のトリクル放電動作のために、制御器６１２によって評価されることができる。もしトリクル放電電流が調整される必要がある場合、ここに示された制御ループは、それ相応に“Itd”を増加するか、または減少するために使用されることができる。トリクル放電モードの間、充電ドライバ６０８は、機能を有効にされ得るか、または機能を無効にされ得る。その差異は、それぞれ、トリクル放電電流が充電ＦＥＴを通じて流れるか、またはそのボディダイオードを通じて流れるということである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
有利に、この中の多数の実施例において示されたトリクル予備充電電流の制御が、トリクル予備充電回路構成がセル電圧に基づいてトリクル充電電流を生成することが可能であるＣＶ期間の間に利用されることができる。この方法において、ＣＶ充電電流の逓減は、充電器の調整された電圧“Vov”に依存することを必要としない。従って、有利に、本開示は、高価で正確な電圧調整充電器の必要性を取り除くことができるいくつかの実施例を提供する。確かに、簡単なＡＣアダプタが、リチウムイオンバッテリを充電するために使用されることができる。ＣＶ充電期間内という理由で充電器さえもが定電圧を“Vov”に維持することはできないが、しかし、充電電流は、予めプログラムされたセル電圧に基づいて決定されるトリクル電流値に制限される。そのため、過充電が発生することがない。この充電電流の制限は、（所望の“VOV[VUV]”に対する電流の限界を実際に観察された電流の少し上側に設定することによって）補助的な過電圧保護として、及び／または、（正確な所望の“VOV[VUV]”が獲得されるまで、充電電流を調整することによって）主要な過電圧保護として使用されることができる。